一话CAS(PCHIFI)-正本清源、殊途同归(认知篇)
1、模拟(analog)与数字(Digital)
自从伟大的美国发明家爱迪生于十九世纪末发明了人类历史上第一台录音机-“大圆筒”以后,人类正式开始音乐记录的历史,而在家里欣赏音乐也成为了可能。
模拟音频技术:利用声音是振动的原理,通过机械模拟,振动越强,声音越大,拾音话筒把机械振动转换成电信号,再通过采集介质记录下来。模拟音频技术中以模拟电压的幅度表示声音强弱。从埃米尔·玻里纳(EmileBerliner)1888年发明了唱片以后,经历了78转、45转,33又1/3转唱片,而为了确保希特勒说话更清楚的磁带发明之后,便携式模拟播放也得以实现,HIFI高保真从听响声到听细节、从听单曲到听专辑慢慢演变。
数字音频技术:模拟声音在时间上是连续的,而数字音频是一个数据序列,在时间上是断续的。数字音频是通过采样和量化,把模拟量表示的音频信号转换成由许多二进制数1和0组成的数字音频信号。1982年,飞利浦和索尼公司联合推出CD,拉开了数字化时代序幕。HIFI装备也发生了重大变化,CD机、转盘、解码器逐渐取代了以前的老留声机、唱片机和磁带机。网络下载和大容量存储设备的推广,推动了电脑音频(CAS)的发展,当比CD更高采样率和更高精度的高清音频HDA(High Digital Audio)
得以在个人电脑上播放后,传统HIF也遇到了挑战。
这样的概念让人并不直观,上周,跟黑钻2B的设计师李楠老师Q群里聊天,他画了一副图,我觉得很能代表模拟与数字的关系:
模拟就是那条弧线,而数字就是下面那条布满锯齿的线,那一个个锯齿或者台阶,就是数字的采样率,台阶(采样率)越多,则精度(bit)越高,跟参考模拟线就越接近。喜欢摄影的朋友,或许马上想到了胶片和CCD或COMS的区别,即使那填充一个个小点的分辨率足够了,但胶片的宽容度,明暗间更自然的过渡以及更立体化的层次感,都是目前高分辨率数码相机无法达到的,而在摄像领域,电影摄制,目前,数码还只能在唱配角。而从下面这幅图中,我们可以看到数字音频技术还有很长的路需要走。
从这张图我们看到,数字音频技术在信息量上现在勉强跟模拟黑胶匹配的只有DSD格式,但目前这个从录制模式就与传统PCM多bit形式迥异的高清音频格式主要还是以S/P阵营主推的SACD碟片上播放,经过近10年的推广并不乐观。而在电脑上使用也远不如24bit PCM的高清音频方便。因此,RIP CD的APE、FLAC以及24bit 高清音频在电脑上更加流行,就很正常了。
2、什么是CAS(PCHIFI)
PCHIFI(Personal Computer High Fidelity)意为“个人电脑高保真系统“,这样的表述,开始主要是针对桌面多媒体系统,其实并不严谨。我更倾向另一个说法CAS (Computer As Source),电脑作为音源,而不是唱盘或者CD机作为音源,才能准确的表达出,PCHIFI与传统HIFI的区别。而随着便携式、小型化、网络化发展趋势,逐渐推出的专用数码音频播放产品,则进一步扩大了CAS的涵义,或许以后,DSHIFI(Digital Source High Fidelity)数字音源高保真系统,才是最准确的表述(例如莲的产品,直接就表述为DS了,而目前数码音源播放机也大多称之为DSP(Digital Source Player)等等),另外,我们应该看到CD 其实也应该归入这个DS的范畴,区别只是存储介质和播放器材而已,音源来源则是完全相同的,由于CD多了一道压盘转制的工序,因此,有人说,CAS比CD更具HIFI性。而CD和CAS系统之争,更多在于数字领域,而与更为传统的模拟HIFI系统在录制方式和音源上,才是真正有所区别。或许,ASHIFI与DSHIFI会成为未来真正区分模拟与数字,现代与传统HIFI系统的代名词。而他们的区别就是一个:音源
(补图:)
3、什么是高清音频HDA(High Digital Audio)
高清音频相对CD而言,属于纯数字存储格式,而且具备更高精度和采样值,是CAS(PCHIFI)相对CD播放系统最大的优势,而非仅仅播放RIP CD后的APE。因此,目前网上流行数码母带(master sound)这个说法,其实根据目前使用的AAD ADD DDD模拟数字录音和纯数字录音方式,母带这一个说法并严谨,这些数字音频并非全都是原始录音的母带。因此,高清音频HDA(High Digital Audio)这样的表述更准确些。目前HDA主要有如下几种格式:
基于PCM技术:24Bit/48kHz, 24Bit/96kHz,24bit/88.2 kHz,24Bit/176.4kHz 24Bit/192kHz ,通常以FLAC、WAV、AIFF为文件后缀,可以在电脑上直接播放。
基于DSD技术
1BIT DSD 2.8MHZ,1BIT DSD 5.6MHZ,1BIT DSD 3.0MHZ,1BIT DSD 6.0MHZ,通常以DFF、DSF为文件后缀,需要声卡支持或者软件转换后才能在电脑上播放
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